三音石的奧秘

李維維

你去過北京嗎？那是一個美麗的城市，是我國政治、文化、經濟的中心。那里有一個天壇公園，天壇就坐落在公園中間偏北的位置，是古代皇帝舉行宗教儀式的地方。這個建筑不但外形莊嚴雄偉，而且有著奇妙的聲學特點。比如在通向皇穹宇的臺階中，位于皇穹宇殿門外的軸線甬路上，從殿基須彌座開始的第一、第二和第三塊鋪路的條型石板被稱為三音石。

三音石又稱三才石，比喻“天、地、人”三才。

站在第一塊石板上面向殿內說話，可以聽到一次回聲。

站在第二塊石板上面向殿內說話，可以聽到兩次回聲。

站在第三塊石板上面向殿內說話，可以聽到三次回聲。

三音石的第三塊石板又稱“天聞若雷石”，就是說，站在第三塊石板上面向殿內說話，如果大殿僅敞開面對三音石的殿門，而且殿門到殿內正中的神龕之間沒有任何障礙物的話，此時聽到的回音尤其響亮，似乎“人間偶語，天聞若雷”。

臺階所用的石頭和普通的石頭沒有什么兩樣，那么，它為什么會出現這樣的效果呢？你知道其中的奧妙嗎？

原來，天壇的四周圍墻很高，而且堅硬光滑，能夠很好地反射聲音;墻又是圓形的，三音石正好處在圓的中心處。當你拍一下手后，聲音從空氣中向四周傳播，遇到圍墻后，又被反射回來，這些經反射回來的聲音又都經過位于圓心的三音石。所以，我們站在三音石上拍手，就會聽到清晰的回音，而且回音特別響。

反射回來的聲音還有一個特點，它經過圓心后繼續向前走，一直傳到對面圍墻上，經過第二次反射又回到三音石。這樣，我們就聽到了第二次、第三次，甚至更多次的聲音了，這里除你拍手的那次聲音是原始聲音，其余的都是回音。

走進皇穹宇內，也是個圓形的建筑物。

如果你站在中間，也拍一下手，是否同樣能聽到回音呢？不能！只是感到拍手聲比在曠野里響一些而已。這又是為什么呢？

原來，當發聲和回聲間隔時間小于大概1/16秒時，我們會把這兩種聲音聽成一個聲音，回聲的作用只是加強了原來的聲音。聲音在空氣中傳播的速度是340米/秒。只有人與墻壁間的距離超過11米時，聲音往返的距離才會超過22米（22>340÷16），這時，我們的耳朵才能把回聲分辨出來。皇穹宇室內半徑才幾米，當然就聽不到回音了。三音石到圍墻的距離是32.5米，不難算出，發聲和回聲的時間間隔是1/5秒，所以能聽到清晰的回聲。

在日常生活中，我們還能見到一種一敲三響的現象。找一個同學在一根足夠長的有水水管的一端敲一下，你在另一端就可能聽到三次敲擊聲。不過，這不是回聲，而是由于聲音在空氣、水和鐵管內傳播的速度不一樣造成的。聲音在鐵里傳播的速度是5 000米/秒，在水中的傳播速度是1 500米/秒，而在空氣中的傳播速度只有340米/秒。

人教版物理八年級（上）第一章《聲現象》課外閱讀延伸